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在當今能源轉型的時代浪潮中，太陽能作為一種清潔、可再生的能源，其開發(fā)和利用技術不斷推陳出新。鈣鈦礦太陽能電池，作為第三代薄膜電池的代表，正以其獨特的優(yōu)勢和巨大的潛力，吸引著眾多科研人員和投資者的目光，逐漸成為太陽能領域的一顆璀璨新星。

一、鈣鈦礦太陽能電池市場空間

鈣鈦礦太陽能電池是利用鈣鈦礦結構材料作為吸光材料的新型太陽能電池。它主要包括單結鈣鈦礦電池和鈣鈦礦疊層電池兩種類型。鈣鈦礦材料獨特的晶體結構使其具備出色的光吸收性能，能夠高效地將光能轉化為電能。

與傳統(tǒng)的晶硅電池相比，鈣鈦礦電池具有顯著的優(yōu)勢。當前，晶硅電池的效率逐漸接近其 29.4%的理論效率極限，而鈣鈦礦單結電池的理論效率極限高達 33.7%，全鈣鈦礦疊層電池的理論效率極限更是可達 44%。目前，晶硅-鈣鈦礦疊層電池的實驗室效率已達到 33.9%，隨著工藝技術的不斷突破，鈣鈦礦電池有望進一步突破光電轉化效率的天花板，為太陽能的高效利用開辟新的道路。

在供給端，預計到 2025 年，鈣鈦礦組件產能約為 6.5GW，按照中試線鈣鈦礦組件 1.5 元/W 的單價計算，市場價值量約為 100 億元。若 2030 年鈣鈦礦產業(yè)化進展順利，組件產能規(guī)模有望達到 100GW 水平。按照規(guī)?；缶Ч璇B鈣鈦礦組件 1.2 元/W 的價格、全鈣疊層組件 0.9 元/W 左右的價格，以及晶鈣疊與全鈣疊份額占比為 3:2 的預計，兩種組件產能對應的市場價值量分別為 720 億元和 360 億元。

在需求端，根據(jù)相關報告數(shù)據(jù)，2023 年、2025 年和 2030 年全球光伏裝機分別為 375GW、585GW 和 1319GW。鈣鈦礦組件在地面電站的滲透率將從 2023 年的 0%逐步提升至 2030 年的 3.0%，2025 年和 2030 年全球地面電站鈣鈦礦需求分別為 2.3GW 和 25.0GW；在分布式中的滲透率將從 2023 年的 0.2%提升至 2030 年的 9.4%，2025 年和 2030 年全球分布式鈣鈦礦需求分別為 2.3GW 和 70.5GW。整體來看，2025 年和 2030 年的市場空間分別為 2.6GW 和 95.5GW，發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
二、鈣鈦礦太陽能電池的卓越性能

（一）高效能的潛力

從效率端來看，晶硅組件量產水平的光電轉化效率約為 23%，且已接近 27%的效率上限，提升速度逐漸放緩，難度日益增大。而鈣鈦礦組件則展現(xiàn)出巨大的發(fā)展空間，單結鈣鈦礦電池的理論效率上限為 33%，鈣鈦礦疊晶硅組件約為 43%，鈣鈦礦疊鈣鈦礦約為 45%，鈣鈦礦自身三層疊層組件甚至可達約 51%。以協(xié)鑫為代表的眾多廠商在鈣鈦礦材料上的突破，使得組件各膜層材料配方體系得到顯著優(yōu)化，解決了穩(wěn)定性、壽命和經濟性等關鍵問題，從而推動了小面積鈣鈦礦組件效率的不斷刷新，大面積鈣鈦礦組件效率與穩(wěn)定性的逐步提升。據(jù)預測，未來 5 年，鈣鈦礦組件每年的效率提升有望達到 1.5%-2%的水平。

（二）出色的穩(wěn)定性

然而，鈣鈦礦電池在穩(wěn)定性方面曾面臨一些挑戰(zhàn)。鈣鈦礦吸光層材料的 A 位陽離子易與鉛、碘離子發(fā)生反應，生成鹵化鉛雜質，導致電池結構分解。同時，鈣鈦礦材料易水解，在非真空生產環(huán)節(jié)中接觸空氣會使鉛基元素進一步分解。此外，單結鈣鈦礦電池的傳輸層材料需要金屬錫，鈣鈦礦疊鈣鈦礦電池的窄帶系材料需要 Sn 基材料，而 Sn 基材料易被氧化生成 SnOx，這些因素都對電池的穩(wěn)定性和壽命產生影響。

不過，眾多科研團隊通過深入研發(fā)，采取改進材料配方體系、制備鈍化層等措施，有效解決了這些問題。行業(yè)頭部大廠如協(xié)鑫、極電、纖納、仁碩等均表示，各自的大尺寸組件穩(wěn)定性基本達到 10 年的使用壽命，并可提供 25 年的功率衰減質保，首衰 2%、25 年間線衰 0.75%，這一質保條款已基本與成熟的晶硅組件相當。

（三）優(yōu)越的弱光及高溫性能

鈣鈦礦材料的帶隙可調，對光波的吸收更為廣泛，使其在弱光和高溫環(huán)境下表現(xiàn)出色。纖納在衢州魚光互補、內蒙地面電站的裝機實測數(shù)據(jù)顯示，在一年的使用周期內，鈣鈦礦組件相較于晶硅組件發(fā)電增益約 15%以上。在特定時間段和環(huán)境條件下，如 2024 年 6 月 24 日至 30 日衢州的多云雨、高溫環(huán)境中，纖納鈣鈦礦組件相較于晶硅的發(fā)電周度增益數(shù)高達 38.8%。極電公布的實測數(shù)據(jù)表明，在 2024 年 6 月 19 日入梅至 28 日期間，其鈣鈦礦實證電站比晶硅組件早啟動 15 分鐘，晚關閉 25 分鐘，日均發(fā)電增益高出晶硅 28%。這些實測數(shù)據(jù)充分印證了在南方地區(qū)光照條件下，鈣鈦礦組件具備更高發(fā)電增益的潛力，尤其在梅雨季節(jié)等平均日輻照量較低的情況下，鈣鈦礦組件的弱光發(fā)電優(yōu)勢更為顯著，當日輻照量低于 1KWh/㎡時，發(fā)電增益最高可達 31%。

（四）顯著的經濟性

在經濟性方面，鈣鈦礦中試線（百兆瓦）投資額約為 8000 萬，量產后 GW 級產線投資規(guī)模有望從當前的約 7 億元降至 5 億元左右，相較于晶硅組件全套投資 10 多億元的規(guī)模，投資強度相對較低。從組件單位成本來看，中試線鈣鈦礦組件單瓦成本約為 1.5-2 元/W，纖納、光晶、仁爍等從業(yè)廠家預計，達到 GW 級產線量產水平后，單瓦成本有望降低至 0.6 元/W 水平，展現(xiàn)出較強的經濟優(yōu)勢。此外，鈣鈦礦組件的生產效率較高，單位生產時間約為 2 小時，而晶硅組件的全流程生產周期約為 1 周。在成本占比方面，鈣鈦礦各膜層材料成本占總成本的 20%左右，占比較低；FTO 導電玻璃約占 50%左右，由于 FTO 技術難度低于 ITO，未來降本空間較大，有望進一步帶動鈣鈦礦組件成本的下降。

三、資本的青睞與商業(yè)化進程

在經歷了兩年的融資和擴產熱潮后，光伏產業(yè)遭遇資本寒冬，企業(yè)融資難度加大，多個項目夭折，產業(yè)發(fā)展步伐放緩。然而，鈣鈦礦賽道卻依然受到資本的熱烈追捧。2023 年以來，共有 20 家鈣鈦礦企業(yè)完成了 21 輪次融資，2024 年以來已有 10 家企業(yè)完成 11 輪次融資。這些企業(yè)多為新銳，融資輪次多為初始階段，其中天使輪融資企業(yè) 8 家、A 輪 7 家、種子輪和 PreA 輪各 2 家。投資機構涵蓋線性資本、三行資本等明星機構，近一半企業(yè)將資金用于 MW 級產線建設，也有新入局者用于技術和研發(fā)平臺搭建。

鈣鈦礦之所以成為資本寵兒，一方面是因為其沒有鈣元素和鈦元素，而是一種以有機無機金屬鹵化物半導體“ABX3”作為吸光材料的太陽能電池，人工合成成本低且吸光能力強，包括單節(jié)和疊層兩種電池結構，極限轉換效率分別可達 33%和 45%，為非傳統(tǒng)晶硅玩家提供了彎道超車的機會。另一方面，鈣鈦礦電池被認為是打破光伏行業(yè)同質化競爭、作為補充技術的最有希望的方向，這也是眾多主流晶硅企業(yè)的選擇。

2024 年，光伏技術路線競爭激烈，鈣鈦礦產業(yè)化發(fā)展卻勢如破竹。在技術發(fā)展方面，鈣鈦礦光電轉換效率不斷刷新紀錄，在單節(jié)、疊層和柔性等不同技術路線均取得突破。單結電池方面，中國石油工程材料研究院新能源光伏團隊自主研制的 1.50 電子伏特（eV）實現(xiàn)了 26.2%以上的光電轉換效率；疊層電池方面，隆基綠能在今年 6 月將轉換效率提升至 34.6%。同時，電池制備面積也在不斷擴大，穩(wěn)態(tài)效率在 20%以上的鈣鈦礦大尺寸組件面積已超過 810cm²，商用組件尺寸最大可達 1.2x0.6m²。

目前，已有 5 家企業(yè)完成百 MW 級鈣鈦礦組件產線搭建，其中前 4 家選擇了產業(yè)化進程較快的單節(jié)電池路線。鈣鈦礦從技術到產品再到商業(yè)化應用，不僅取決于產業(yè)技術的發(fā)展程度，如大面積制備與轉換效率的同步提升、全生命周期穩(wěn)定運行，還取決于產業(yè)鏈的整體成熟度，特別是設備環(huán)節(jié)的成熟速度和交付能力。在技術成熟度方面，目前鈣鈦礦電池在大面積制備和轉換效率方面均有突破，業(yè)內普遍認為當鈣鈦礦達到效率 18％、壽命 15 年時，其實際發(fā)電量已可與傳統(tǒng)晶硅組件媲美。此外，我國鈣鈦礦設備產業(yè)化進程發(fā)展迅速，部分產線已實現(xiàn) 100%國產化。隨著效率和穩(wěn)定性的提升，國內 GW 級鈣鈦礦產線也已提上日程，多家企業(yè)已開始布局并有實質性進展。

在鈣鈦礦領域，新生力量表現(xiàn)出色。仁爍光能作為最晚入場的企業(yè)，于 2021 年成立，卻成為行業(yè)內唯一一家全鈣鈦礦疊層電池企業(yè)，將疊層電池穩(wěn)態(tài)效率的世界紀錄刷新至 30.1%。同時，光因科技、協(xié)鑫光電、脈絡能源等企業(yè)也在不斷刷新鈣鈦礦電池的效率紀錄，展現(xiàn)出后來者的強大實力。

與此同時，央企也積極參與其中，為鈣鈦礦產業(yè)化進程提供了有力支持。極電光能成功完成國電投兆瓦級鈣鈦礦商用組件的質檢并交付，纖納光電與三峽集團合作的全球首個商業(yè)化運行的鈣鈦礦地面光伏項目成功并網超過半年，驗證了鈣鈦礦在不同氣候條件下的性能優(yōu)勢，進一步推動了鈣鈦礦的商業(yè)化應用。

在地區(qū)分布方面，中國鈣鈦礦電池企業(yè)主要集中在江蘇、廣東、浙江等省市。其中，江蘇的鈣鈦礦電池產業(yè)鏈企業(yè)數(shù)量最多，產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)分布相對完善，擁有天合光能、寶馨科技、協(xié)鑫光電、大正微納、極電光能、眾能光電等代表性企業(yè)。鈣鈦礦電池憑借其高效能、低成本等優(yōu)勢，有望提前走出中試線階段，實現(xiàn)產業(yè)化的快速發(fā)展。

最后

鈣鈦礦太陽能電池作為一種具有巨大潛力的新型太陽能技術，盡管在發(fā)展過程中仍面臨一些挑戰(zhàn)，但其在效率提升、穩(wěn)定性改善、成本降低等方面的不斷突破，以及資本的大力支持和產業(yè)的積極布局，使其商業(yè)化前景日益明朗。相信在不久的將來，鈣鈦礦太陽能電池將在能源領域發(fā)揮更加重要的作用，為全球能源轉型和可持續(xù)發(fā)展貢獻更大的力量。

原標題：備受資本青睞鈣鈦礦，商業(yè)化進展如何？